膠黏復合材料導熱性能的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品散熱問題越來越突出，具有優(yōu)良導熱性能的膠黏復合材料已成為研究的熱點。本文通過VC++，ANSYS和MATLAB聯(lián)合編程設計了一種參數(shù)化有限元分析方法，實現(xiàn)了膠黏復合材料導熱性能的數(shù)值模擬。以AlN/EP導熱膠黏復合材料為研究實例，通過比較復合材料導熱率的模擬值與實驗值驗證了該方法的可靠性。并借助有限元分析方法探究了填料粒子的空間分布、粒徑大小、不同粒徑配比、粒子形狀對膠黏復合材料導熱性能的影響。具體研究內(nèi)容如下：
　　

2、在網(wǎng)狀分布、隨機分布和均勻分布這三種粒子空間分布中，網(wǎng)狀分布體系中的粒子容易聚集形成導熱網(wǎng)鏈，它對填充體系的導熱率影響最大。其他空間分布體系因為不能形成有效的導熱通路，故對填充體系的導熱率影響不大。由此可見，使填料粒子分布不均勻是提高體系導熱率的有效方法。
　　選擇10μ m，40μ m，70μ m，100μ m四種粒徑的AlN粒子填充環(huán)氧樹脂基體探究粒子的大小對復合材料導熱率的影響。模擬結果表明，粒子粒徑在一定范圍內(nèi)變化（10μ

3、 m~40μ m）時，粒徑越大，其填充體系的導熱率越大，但粒徑增加超過這個范圍（大于40μ m）后，粒徑的大小對其填充體系導熱性能的影響并不大。選擇合適大小的填料粒子是提高體系導熱性能有效的途徑。
　　40μ m/10μ m不同粒徑配比時，小粒子可以填充在大粒子間的縫隙中，將分散的大粒子連接起來，形成導熱網(wǎng)鏈，使得混合配比體系的導熱率高于單一粒徑填充體系。并且在兩種粒徑配比達到最佳時，其填料體系的導熱率最大。比較40μ m/10μ

4、 m和100μ m/10μ m兩種配比填充效果后，發(fā)現(xiàn)粒徑差別越大越能改善體系的導熱性能。
　　通過比較球形、橢球形和立方形的三種導熱粒子的填充體系的導熱率，可以知道，在低填充量下，粒子形狀對體系導熱率影響不大。但隨著填充量的增加，立方形粒子能迅速提高填充體系的導熱率，橢球形粒子次之，球形粒子最慢，并且這三種填充體系導熱率的差距越來越大，特別是立方形粒子和球形粒子兩種填充體系。由此可知，細長形的粒子容易與其他粒子建立連接，形成導熱